基因工程的基本工具和基本操作程序.ppt

基因工程的基本工具和基本操作程序 高频考点突破考点一基因工程的概念理解和理论基础1 基因工程的概念理解 1 操作环境 体外 关键步骤 表达载体的构建 的环境 2 操作水平 分子水平 3 原理 基因重组 4 优点 与杂交育种相比 克服远缘杂交不亲和障碍 与诱变育种相比 定向改造生物性状 5 本质 甲 供体提供目的基因 乙 受体表达目的基因 即基因未变 合成蛋白质未变 只是合成场所的转移 2 基因工程的基本原理和理论基础概括如下图提醒若题目强调 目的基因 的表达过程 则只包括 转录和翻译 两个过程 不包括目的基因的复制 考点二基因工程的操作工具1 限制性核酸内切酶 分子手术刀 1 来源 主要是从原核生物中分离纯化出来的 2 化学本质 蛋白质 3 作用 4 作用特点 特异性 即限制酶可识别特定的脱氧核苷酸序列 切割特定位点 5 切割方式 6 切割部位 磷酸二酯键 催化作用 所以可重复利用 可用于DNA的切割获取目的基因和载体的切割 错位切 产生两个相同的黏性末端 平切 形成平末端 提醒 切割的化学键为磷酸二酯键 在切割目的基因和载体时要求用同一种限制酶 目的是产生相同的黏性末端 将一个基因从DNA分子上切割下来 产生两个切口 同时形成四个粘性末端 切割载体产生一个切口 形成两个粘性末端 不同DNA分子用同一种限制酶切割产生的黏性末端都相同 同一个DNA分子用不同的限制酶产生的黏性末端不相同 2 DNA连接酶 分子缝合针 拓展提升DNA连接酶与DNA聚合酶的比较 3 基因进入受体细胞的载体 分子运输车 1 类型提醒 质粒本质是DNA 不是细胞器 特点 小型环状 2 功能 将目的基因导入受体细胞 3 应具备条件 能在宿主细胞内稳定保存并大量复制 有一个至多个限制酶的切割位点 以便于与外源基因连接 有特殊的遗传标记基因 供重组DNA的检测和鉴定 最常用载体 质粒 其他载体 噬菌体的衍生物 动植物病毒等 提醒 一般来说 天然载体往往不能满足人类的所有要求 因此人们根据不同的目的和需要 对某些天然的载体进行人工改造 常见的标记基因有抗生素基因 产生特定颜色的表达产物基因 发光基因等 作为载体必须具有多个限制酶切点 而且每种酶的切点最好只有一个 因为某种限制酶只能识别单一切点 若载体上有一个以上的酶切点 则切割重组后可能丢失某些片段 若丢失的片段含复制起点区 则进入受体细胞后便不能自主复制 一个载 体若只有某种限制酶的一个切点 则酶切后既能把环打开接纳外源DNA片段 又不会丢失自己的片段 注意与细胞膜上载体的区别 两者的化学本质和作用都不相同 质粒能自我复制 既可在自身细胞 受体细胞也可在体外复制 考点三基因工程的基本操作程序1 基因工程图解 抗虫棉的培育过程 二 基因工程的基本操作程序1 目的基因的获取 1 目的基因 指编码蛋白质的 2 获取目的基因的方法 从基因文库 基因组文库或cDNA文库 中获取a 基因文库的含义 将含有某种生物不同基因的许多 导入的群体中储存 各个受体菌分别含有这种生物的不同基因 称为基因文库 结构基因 受体菌 DNA片段 b 基因文库的种类 c 目的基因的获取依据 基因的序列 基因的功能 基因在染色体上的位置 基因的产物mRNA 基因的翻译产物蛋白质 核苷酸 转录 人工合成目的基因 常用的方法有化学合成法和反转录法 化学合成法 蛋白质氨基酸序列RNA碱基序列DNA碱基序列用4种脱氧核苷酸人工合成目的基因反转录法 分离出供体细胞mRNA单链DNA合成目的基因 利用PCR技术扩增目的基因a PCR的含义 是一项在生物体外特定DNA片段的核酸合成技术 b 目的 获取大量的目的基因c 原理 DNA复制d 前提条件 有一段已知目的基因的和根据该序列合成的e 过程 目的基因受热形成 与引物结合 在的作用下延伸形成DNA f 方式 指数扩增 2n n为扩增循环的次数 复制 核苷酸序列 单链DNA DNA聚合酶 引物 PCR扩增技术与DNA复制的比较 基因表达载体的构建 最核心步骤 表达载体的功能 使目的基因在受体细胞中稳定存在 并且给下一代 使目的基因和发挥作用 基因表达载体的组成 启动子 目的基因 终止子 标记基因 遗传 表达 启动子 位于基因的 它是识别和结合的部位 驱动基因转录产生mRNA 终止子 位于基因的尾端 终止 标记基因 是否含有目的基因 基因表达载体的构建方法提醒该过程把三种工具 只有两种工具酶 全用上了 是最核心 最关键的一步 在体外进行 mRNA的转录 鉴别受体细胞 首端 RNA聚合酶 3 将目的基因导入受体细胞转化的含义 目的基因进入受体细胞内 并在受体细胞内维持的过程 1 将目的基因导入植物细胞方法 农杆菌转化法a 农杆菌特点 易感染植物和裸子植物 对大多数单子叶植物没有感染能力 Ti质粒的可转移至受体细胞 并整合到受体细胞的染色体DNA上 b 转化过程 将目的基因插入 转入农杆菌 导入植物细胞 整合到受体细胞的DNA上 基因枪法 花粉管通道法 双子叶 T DNA Ti质粒的T DNA上 稳定和表达 2 将目的基因导入动物细胞 方法 注射技术 操作程序 将含有目的基因的表达载体提纯 取卵 获得 显微注射 早期胚胎培养 胚胎移植 发育成为具有新性状的动物 3 将目的基因导入微生物细胞 微生物作为受体细胞特点 个体微小 代谢旺盛 获得目的基因产物多 转化 处理细胞 重组表达载体 分子与感受态细胞混合 促进感受态细胞吸收DNA分子 提醒唯一不涉及到碱基互补配对的操作步骤 显微 用Ca2 繁殖速度快 受精卵 感受态细胞 4 目的基因的检测与鉴定 解题思路探究思维误区警示易错分析基因工程中易错点辨析不清 1 基因工程中有3种工具 但工具酶只有2种 2 工具酶本质为蛋白质 载体本质为小型DNA分子 但不一定是环状 3 标记基因的作用 筛选 检测目的基因是否导入受体细胞 常见的有抗生素抗性基因 发光基因 表达产物为带颜色物质等 4 受体细胞中常用植物受精卵或体细胞 经组织培养 动物受精卵 一般不用体细胞 微生物 大肠杆菌 酵母菌等 但要合成糖蛋白 有生物活性的胰岛素则必需用真核生物酵母菌 需内质网 高尔基体的加工 分泌 一般不用支原体 原因是它营寄生生活 一定不能用哺乳动物成熟红细胞 原因是它无细胞核 不能合成蛋白质 1 许多人企求着生活的完美结局 殊不知美根本不在结局 而在于追求的过程 2 慢慢的才知道 坚持未必就是胜利 放弃未必就是认输 给自己一个迂回的空间 学会思索 学会等待 学会调整 人生没有假设 当下即是全部 背不动的 放下了 伤不起的 看淡了 想不通的 不想了 恨不过的 抚平了 3 在比夜更深的地方 一定有比夜更黑的眼睛 4 一切伟大的行动和思想 都有一个微不足道的开始 5 从来不跌倒不算光彩 每次跌倒后能再站起来 才是最大的荣耀 6 这个世界到处充满着不公平 我们能做的不仅仅是接受 还要试着做一些反抗 7 一个最困苦 最卑贱 最为命运所屈辱的人 只要还抱有希望 便无所怨惧 8 有些人 因为陪你走的时间长了 你便淡然了 其实是他们给你撑起了生命的天空 有些人 分开了 就忘了吧 残缺是一种大美 9 照自己的意思去理解自己 不要小看自己 被别人的意见引入歧途 10 没人能让我输 除非我不想赢 11 花开不是为了花落 而是为了开的更加灿烂 12 随随便便浪费的时间 再也不能赢回来 13 不管从什么时候开始 重要的是开始以后不要停止 不管在什么时候结束 重要的是结束以后不要后悔 14 当你决定坚持一件事情 全世界都会为你让路 15 只有在开水里 茶叶才能展开生命浓郁的香气 16